厚⽣労働科学研究費補助⾦（難治性疾患政策研究事業） 分担研究報告書

厚⽣労働科学研究費補助⾦（難治性疾患政策研究事業）

分担研究報告書

⽇中⾼⼆酸化炭素⾎症を呈さず、夜間睡眠中に⾼⼆酸化炭素⾎症を呈する 肺移植待機中の肺⾼⾎圧患者の検討

研究分担者 陳和夫

京都⼤学⼤学院医学研究科 呼吸管理睡眠制御学講座 特定教授 研究要旨

⾼炭酸⾎症が肺動脈圧の上昇を誘導することは、過去の研究において多く報告されてきた。睡眠中は、⼀

般的に覚醒中に⽐べ肺胞換気量が低下するため、⾼炭酸⾎症を合併しやすい状況にある。また、肺動脈性肺

⾼⾎圧症に睡眠呼吸障害が多く合併することも報告されている。しかしながら、睡眠中の低換気に伴う⾼炭 酸⾎症が肺動脈性肺⾼⾎圧症に及ぼす臨床的意義に関する知⾒は乏しい。本研究では、肺移植待機中の重症 肺動脈性肺⾼⾎圧症患者 13 例を対象に、経⽪的な⾎中 CO2濃度(PtcCO2)モニタリングを夜間に⾏ったデー タを⽤いて、移植適応の評価時に収集された各種の臨床データとの相関を検討した。その結果、これらの患 者では夜間⾼炭酸⾎症の合併を半数近くの症例に認め、特に特発性肺動脈性肺⾼⾎圧症患者では 80%以上で 合併することが明らかとなった。また、平均 PtcCO2値は%全肺気量低値および⼼拍出量⾼値と関連するこ とが⽰された。⼼拍出量の増加は潜在的に肺動脈圧の上昇をもたらしうるため、夜間⾼炭酸⾎症が肺動脈性 肺⾼⾎圧症患者の病態の⼀端を成し、夜間⾼炭酸⾎症が治療対象となる可能性が⽰唆された。

共同研究者︓

中塚賀也 半⽥知宏 ⾕澤公伸 村瀬公彦 A. 研究⽬的

肺動脈性肺⾼⾎圧症(PAH)は現在も予後不良な疾患であり、約10%の症例は診断後1年以内に死亡する と報告されている。進⾏した症例においては肺移植が治療の選択肢となるが、移植待機期間は⻑期にわたる のが現状であり、特に重症例においては⾎⾏動態を改善させる新たな治療法が求められている。⾼炭酸⾎症 は、肺動脈圧の上昇をもたらすことが報告されている。⾼炭酸⾎症に⾄る原因として、呼吸機能の低下は重 要な因⼦であるが、それに加えて睡眠時無呼吸症候群に代表される睡眠呼吸障害は、夜間⾼炭酸⾎症の主要 な原因となっている。さらに PAH患者では睡眠時無呼吸症候群の合併率が⾼く、睡眠呼吸障害に伴う夜間

⾼炭酸⾎症は PAHの病態の⼀端を成す可能性が⽰唆される。しかしながら、夜間⾼炭酸⾎症と PAHの臨床 指標との関連については報告がない。以上を背景に、重症 PAHにおける夜間⾼炭酸⾎症の臨床的意義を明 らかにすることを⽬的として、本研究を⾏った。

B. 研究⽅法

2010年から2017 年の間に京都⼤学医学部附属病院を肺移植適応評価⽬的に受診した246例を後ろ向き に検討し、17例の PAH患者を同定した。そのうち、適応評価時に経⽪的夜間 CO2モニタリング(PtcCO2)を

⾏い、移植待機となった 13 例を研究対象とした。夜間⾼炭酸⾎症の定義は⽶国睡眠学会の定義に準じ、10 分間以上の PtcCO2>55 mmHg もしくは起床時に⽐して 10mmHg 以上の上昇を伴う 10 分間以上の PtcCO2>50 mmHgとした。

C. 研究結果

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RESEARCH ARTICLE

Nocturnal hypercapnia with daytime normocapnia in patients with advanced pulmonary arterial hypertension awaiting lung transplantation

Yoshinari Nakatsuka¹, Toyofumi Chen-Yoshikawa², Hideyuki Kinoshita³, Akihiro Aoyama⁴, Hiroyasu Kubo⁵, Kimihiko Murase¹, Satoshi Hamada⁶,

Hirofumi Takeyama¹, Takuma Minami⁷, Naomi Takahashi¹, Kiminobu Tanizawa⁷, Tomohiro Handa⁶, Toyohiro Hirai⁷, Hiroshi Date², Kazuo ChinID¹*

1Department of Respiratory Care and Sleep Medicine, Graduate School of Medicine, Kyoto University, Kyoto, Japan,2Department of Thoracic Surgery, Kyoto University Hospital, Kyoto, Japan,3Department of Cardiovascular Medicine, Graduate School of Medicine, Kyoto University, Kyoto, Japan,4Department of Thoracic Surgery, Kobe City Medical Center General Hospital, Kobe, Japan,5Division of Medical Equipment, Kyoto University Hospital, Kyoto, Japan,6Department of Advanced Medicine for Respiratory Failure, Graduate School of Medicine, Kyoto University, Kyoto, Japan,7Department of Respiratory Medicine, Graduate School of Medicine, Kyoto University, Kyoto, Japan

*[email protected]

Abstract

Background

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is frequently complicated by sleep disordered breathing (SDB), and previous studies have largely focused on hypoxemic SDB. Even though nocturnal hypercapnia was shown to exacerbate pulmonary hypertension, the clini- cal significance of nocturnal hypercapnia among PAH patients has been scarcely

investigated.

Method

Seventeen patients with PAH were identified from 246 consecutive patients referred to Kyoto University Hospital for the evaluation of lung transplant registration from January 2010 to December 2017. Included in this study were 13 patients whose nocturnal transcuta- neous carbon dioxide partial pressure (PtcCO2) monitoring data were available. Nocturnal hypercapnia was diagnosed according to the guidelines of the American Academy of Sleep Medicine. Associations of nocturnal PtcCO2measurements with clinical features, the find- ings of right heart catheterization and pulmonary function parameters were evaluated.

Results

Nocturnal hypercapnia was diagnosed in six patients (46.2%), while no patient had daytime hypercapnia. Of note, nocturnal hypercapnia was found for 5 out of 6 patients with idiopathic PAH (83.3%). Mean nocturnal PtcCO2levels correlated negatively with the percentage of predicted total lung capacity (TLC), and positively with cardiac output and cardiac index.

PLOS ONE

PLOS ONE |https://doi.org/10.1371/journal.pone.0227775 April 15, 2020 1 / 12

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OPEN ACCESS

Citation:Nakatsuka Y, Chen-Yoshikawa T, Kinoshita H, Aoyama A, Kubo H, Murase K, et al.

(2020) Nocturnal hypercapnia with daytime normocapnia in patients with advanced pulmonary arterial hypertension awaiting lung transplantation.

PLoS ONE 15(4): e0227775.https://doi.org/

10.1371/journal.pone.0227775

Editor:Yunchao Su, Augusta University, UNITED STATES

Received:August 26, 2019 Accepted:December 27, 2019 Published:April 15, 2020

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https://doi.org/10.1371/journal.pone.0227775 Copyright:©2020 Nakatsuka et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

Data Availability Statement:All relevant data are within the manuscript and its Supporting Information files.

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